朵麗絲系統

朵麗絲系統

朵麗絲系統(DORIS),全名“都卜勒衛星測軌和無線電定位組合系統”(Doppler Orbitography and Radio Positioning Intergrated by Satellite),是法國的一個民用定軌、定位系統。

它是基於都卜勒效應和無線電測距原理,通過互聯的地面基準站和衛星上的各種設備來實現定軌、定位。主要包括天線、無線電接收機、高穩定度晶體振盪器,分布在全球的自主發射站網路,計算衛星軌道的處理中心。

基本介紹

  • 中文名:朵麗絲系統
  • 外文名:DORIS
  • 國家:法國
  • 全名:都卜勒衛星測軌和無線電定位系統
  • 研製時間:1982年
  • 主要單位:法國國家太空研究中心
簡介,都卜勒接收機,

簡介

朵麗絲系統,即都卜勒衛星測軌和無線電定位組合系統。1982年法國國家太空研究中心(Le Centre National D'Etudes Spatiales)、法國國家地理研究所、法國國家大地測量研究組共同創始和研製的。
DORIS與TRANIT/NNSS系統正好相反。它的信號由地面密集的信標機(Dense Tracking Network of Beacons)發射到衛星星載接收機上(On board receiver),都卜勒測量按10秒積分時間間隔。
DORIS系統將設定50個信標機跟蹤網,在地球表面均勻地分布,對衛星的跟蹤資料布局比較合理。位於土魯斯(Toulouse)的信標為“主信標”,它是一種專用定位信標機。1992年就有42個信標機在工作著,93年已發展到49測站的信標機在工作,另有若干個信標機將作為整個系統變化備用。同時,在國際地球參考系統服務機構(IERS)的12個測點上,都布置了信標機。這樣,整個跟蹤網覆蓋地比較好。
DORIS信標機發射兩種不同頻率的信號(即401.25MHz和2036.25MHz),這兩種頻率用作精確監視電離層延遲,更好地測定電離層模型,以便為其它空間技術服務。此外,每個測站可通過自動感測器來收集氣象資料。

都卜勒接收機

當衛星經過觀測站上空時,隨著人造衛星與觀測站間相對距離的不斷變化,觀測站接收到的人造衛星信號的頻率也不斷變化。接收頻率同人造衛星發射頻率之差稱為都卜勒頻移。都卜勒接收機就是用來測量這種頻移的儀器,以獲得有關人造衛星軌道和觀測站位置的資料。
都卜勒接收機是一種高靈敏度的鎖相接收機,採用振子式、螺旋式或其他類型的超高頻天線。外差式接收機把來自天線的微弱信號進行低噪音放大,並由頻率標準和倍頻器給出的高穩定度(一般優於10)參考頻率,將接收信號的頻率差拍到較低的頻率。鎖相跟蹤濾波器是一個把中心頻率不斷調整在差拍信號頻率上的窄帶濾波器(頻寬數赫到數十赫)。由於頻寬較窄和頻率跟蹤特性準確,信號通過濾波器以後,接收機噪音的絕大部分被濾除,而有用的都卜勒信號則被完整地保留下來,從而使都卜勒接收機的輸出信噪比和靈敏度大為提高。
濾波器輸出的“純淨”都卜勒信號,由計數器按一定重複頻率進行周期計數,即測量信號電壓在一定時間間隔內過零的次數。周期計數的時間間隔小於1秒的微分都卜勒接收機(又稱都卜勒測速儀),其輸出數據是對應於各計數間隔中央時刻的瞬時都卜勒頻移和人造衛星對觀測站的視向速度的。周期計數時間間隔較長(數秒至兩分)的積分都卜勒接收機,其輸出數據則對應於每次計數開始和結束時的人造衛星同測站的距離之差。計數器測得的周期數按編碼輸出,和觀測站數字鐘所提供的世界時一起由印表機、穿孔機或磁帶機記錄。
為獲得準確的時間,可用甚低頻接收機接收甚低頻時號來校準觀測站的數字鐘,並使其與其他觀測站的時間同步,但積分都卜勒接收機一般用人造衛星本身提供的時間信號來校準。都卜勒接收機的測頻精度可達10,但人造衛星信號穿過地球大氣的電離層和對流層時所產生的附加頻移,要比儀器誤差大得多。一般可以通過同時接收人造衛星發出的兩個相干信號來消除電離層影響的一階項。為了消除對流層折射的影響,需將誤差較大的低仰角數據剔除,並根據一定的對流層模型,利用觀測站記錄的氣象數據進行修正。

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